埃马克高精密电解加工（PECM）技术

航空、汽车等行、世的发展和技术的进步,需要越来越多的难加工材料,以及制造更多具有特圳复杂几何形状的新零部件。而埃马克（EMAG）的高精密电解加工（PECM）技术在对难加工材料制成的复杂零部件进行加工时拥有巨大的优势。     

航空发动机整体叶盘高效盘铣加工技术与刀具应用分析

随着航空制造业的发展,对航空发动机关键零部件的质量提出更高的要求,由于其材料大多为难加工材料,并具有复杂结构特征,给加工制造带来了很大的困难。如何能高效、高质量地加工出这些复杂零部件是亟需解决的难题,而盘铣加工技术及其刀具应用则是解决这一难题的有效途径之一。本文首先对航空发动机部件整体叶盘的材料特性进行分析;然后,进行整体叶盘盘铣加工技术的探讨,对其可行性制造方法进行比较,明确高效盘铣加工技术在整体叶盘的加工中具有显著优势;其次,在对盘铣切削特点及其加工方式进行分析基础上,还就盘铣刀的应用及其失效形式进行探讨;进而,从盘铣刀具材料的选用、几何特征的特殊设计、刀片新型槽型开发等方面实现对刀具结构的优化设计。以上分析探讨将为解决整体叶盘的高效切削问题及航空航天领域核心零部件国产化提供参考。     

闭式整体构件组合电加工关键技术研究

针对包含众多复杂气流通道且由难切削材料制成的封闭式整体构件这一世界性制造难题,对数控电解/数控电火花组合电加工技术进行研究。以几种典型闭式整体构件试制加工为例,论述其总体工艺方案和主要关键技术,包括基于数字化技术的工装夹具、电极及其运动轨迹的设计、加工过程的计算机仿真、叶间流道加工区域划分、工序间加工余量及工艺参数的合理安排等。结合关键闭式整体构件制造技术攻关,通过工艺试验对加工方案进行验证、改进,并试制加工合格的闭式整体构件,解决能加工的问题,相对于单独采用数控电火花加工可提高加工效率40%以上,且能有效降低电极损耗,随着生产批量增大和数控电解加工工艺试验的深入开展,综合加工效率还有较大提升空间。目前已经在新型航空航天发动机、先进透平机械产品的研制中获得成功应用,促进封闭式整体构件制造技术的发展。     

复杂曲面电解加工阴极空间进给方向优化方法研究

电解加工是航空发动机叶片、整体叶盘等复杂曲面零件的核心制造技术。阴极空间进给方向与阳极型面法线方向之间的θ角大小是影响电解加工精度的重要因素。传统阴极进给方向优化中,通常以θ角方差作为目标函数,在局部区域存在曲率突变的复杂曲面优化时,局部区域θ角仍可能较大,存在一定局限性。为了使全型面θ角最小,提出了以θ角集合最大夹角值为目标函数的优化新方法。以典型复杂曲面叶片为例,采用传统与提出方法分别开展进给方向优化,优化结果表明提出方法获得了合理的θ角分布。开展了两种优化方法的加工比较试验,提出方法试验样件具有更优的型面轮廓精度,证明了优化方法的可行性。     

电加工技术在航空发动机上的应用

电加工技术作为特种加工技术的一个重要分支,发挥着不可替代的作用。本文重点介绍电火花、电解等典制电加工技术在新型航空发动机涡轮叶片、整体叶盘等关键零部件中的应用,以及先进电加工技术的发展方向。     

航天发动机叶片电解加工流场设计和试验研究

电解加工作为整体构件制造的主要技术之一,其流场设计的合理性将严重影响电解加工过程的稳定性、加工效率和质量。针对航天发动机叶片式扩压器设计了部分阻隔式反W型流场,并开展了与侧流式和反W型流场的仿真比较。仿真结果表明,该流场方式可以保证加工区电解液的高速流动,并能有效避免进/排气边漏液现象。最后,在部分阻隔式反W型流场中开展了叶片式扩压器电解加工试验,在阴极进给速度为0.5 mm/min时加工出了扩压器叶片,验证了流场设计的合理性。     

双叶片套型电解加工流场设计及优化

具有大小双叶片的扩压器能够改善压气机的性能,在航空发动机中得到广泛应用。此类构件多采用高温合金等难切削材料制造,传统铣削加工存在刀具损耗等问题。电解加工技术具有无机械切削力、工具阴极无损耗等特点。提出一种双叶片套型电解加工的方法,基于法向流程等距的原则设计了叶间出液通道,建立了出液通道宽度递增的流道模型,开展了流场仿真研究,当出液通道的宽度为0.9 mm时,加工区域内电解液的流速分布最均匀。选择GH4169材料进行了双叶片套型电解加工的对比试验,试验结果表明,采用叶间出液的电解液流动方式,加工稳定性得到提高,阴极进给速度由0.6 mm/min提高至1.0 mm/min,材料去除速率达到1 396.5 mm³/min,叶片锥度降低至1：14.29以下,轮毂表面形貌得到改善。     

激光焊接技术在发动机制造及修理中的应用

<正>随着长寿命、高可靠性、低成本、高性能的设计及制造要求,越来越多的新型高性能材料、复杂结构在飞机及航空发动机设计中被广泛应用,如整体壁板、整体叶盘/叶环、空心叶片、单晶/定向凝固叶片、粉末合金及复合材料构件等。新型高性能材料、复杂结构的扩大使用,在提高装备性能的同时,也对包括焊接技术在内的航空制造及修理技术提出了     

整体叶盘先进制造技术应用与发展

<正>国外航空发动机研制应用了大量高端装备及制造技术。以国外整体叶盘发展为切入点,介绍了航空发动机部分先进制造技术的应用现状及发展方向。整体叶盘是航空发动机的重要转动部件,在离心力、气动力等多变载荷下工作。为提升气动性能以及保证服役周期,国外整体叶盘带有弯掠特征的复杂叶片构型,采用钛合金、高温合金等难加工材料,形位精度及尺寸公差严,加工表面完整性要求高,     

叶片电解加工成形过程仿真与预测研究

电解加工工件成形过程仿真与监控是电解加工领域的研究热点.以发动机叶片为研究对象,在研究电解加工成形规律的基础上,主要分析间隙内电场的分布,和电解液流场因素的影响,对叶片的电解加工成形过程和最终型面进行了较精确地分析.通过对某型发动机叶片三维复杂曲面的预测分析和工艺实验结果进行的比较和分析,证明了该预测模型具有较高的精度.     

整体叶盘多通道电解加工工具运动轨迹及加工参数分析

整体叶盘扭曲叶片型面加工至设计要求之前,毛坯的叶间通道加工是不可缺少的工艺。针对整体叶盘多通道电解加工三轴运动的特点,先将叶片理论型面的参数转换成整体叶盘的叶间通道的参数,再利用最小二乘法生成通道型面的拟合直线,进一步确定管状工具的运动位置。工具的运动轨迹是三轴组合运动的结果,根据工具的运动状态逆向推算即可获取联动三轴各自的加工参数。最后在整体叶盘多通道电解加工机床上开展试验研究。试验表明,运行上述参数可以加工出符合要求的叶间通道。     

复杂异形曲面整体构件的加工工艺分析

详细分析、比较航空发动机上所采用整体构件的加工方法，并结合几种典型、常用整体构件的结构特点，肯定了数控电解／电火花组合加工在加工此类复杂异形曲面时的优势，并对数控电解／电火花组合加工的特点进行了分析。     

整体叶盘多轴联动数控精密电解加工技术满足未来需求

兼具优质高效与低成本的加工方法,是世界各航空制造强国矢志追求的目标,特别是对于难加工材料以及复杂的结构,加工方法的选择更成为了实现设计目标的保障.德国埃马克电化学公司的多轴联动数控精密电解加工技术完全取代了高速铣削及五轴电火花加工工艺来进行整体叶盘的加工,非传统切削加工的优势非常明显.     

整体叶盘型面电解加工阴极进给方向优化及试验研究

电解加工技术是航空发动机整体叶盘零件主流加工技术之一。电解加工中阴极进给方向与阳极型面法线方向夹角的均匀性是影响加工精度的重要因素。为进一步提升整体叶盘型面电解加工精度,针对工具阴极进给方向优化设计问题开展研究。通过研究阴极进给方向与阳极型面法线方向夹角变化对电解加工极间间隙的影响,在分析传统进给方向存在的不足基础上,提出一种叶盘电解加工阴极进给方向优化方法。该方法以阴极进给方向与叶片型面法线方向夹角集合中的最大夹角值为评判指标,以评判指标值最小为判优准则。为验证优化方法的有效性,开展整体叶盘电解加工中阴极进给方向优化设计,采用黄金分割法获得了优化进给方向的最优解。与传统进给方向相比,优化后的进给方向显著提升了夹角分布的均匀性。开展传统进给方向与优化进给方向的加工比较试验以及多叶片扇段加工试验,试验结果表明采用优化进给方向可显著提高加工精度。     

电解加工在航空航天领域的应用研究

论述了电解加工技术的原理和特点,从高硬度材料加工、薄壁零件加工、整体复杂构件加工和微小孔加工等方面分析了航空航天领域中应用电解加工技术对比传统机械加工技术的优势,同时介绍了电解加工技术在航空航天领域的应用现状。     

整体叶盘叶栅通道电解加工流场仿真研究

电解加工是航空发动机整体叶盘制造的主要技术之一,加工间隙内电解液流动的均匀性是影响加工稳定性和表面粗糙度的核心因素。针对叶栅通道电解加工,对比分析电解液侧流式下的正向流动与反向流动加工间隙内流场状态,通过数值仿真对比分析可知,正流方式下加工间隙内电解液流速较高,流场均匀性较好,故正流方式有利于叶栅通道电解加工。开展了电解液正流电解加工试验,结果表明,采用正流方式进行叶栅通道电解加工,轮毂粗糙度可达0.316μm,叶盆、叶背余量重复误差分别为0.096 mm,0.103 mm,为下一步叶片型面精加工提供了良好的条件。     

powRgrip系统达到切削加工的极限境界

<正>作为活跃全球的家族企业,Liechti Engineering开发和生产高动态铣削加工中心以及用于加工涡轮叶片、叶轮和叶盘等复杂曲面流体型材的CAM软件。在设计完整加工复杂涡轮叶片和叶盘的全过程方面,Liechri是当之无愧的技术领军企业。为了避免夹持错误,降低装备风险,对粗加工和精加工进行高动态设计能够显著提     

第三届上银优秀机械博士论文摘要选登

正论文名称:大型不规则薄壁零件测量-加工一体化制造方法与技术论文作者:大连理工大学/刘海波指导教师:王永青《研究领域:数控及数字化制造系统、复杂曲面精密测量和加工。》在我国航空航天、运载、国防等重大工程领域中,出现了一批必须满足其高性能要求的大型不规则薄壁零件。该类零件往往具有几何尺寸大、形状复杂、结构刚度低、材料难加工等制造特点,易在精加工阶段或前期工序产生较大的结构变形,若仅按照原始设计尺寸进行常规数控加工,无法加工出满足几何精度和性能要求的零件。本文以我国大型/重载液体火箭发动机的研制     

航空钛合金高效插铣加工实验与多目标优化研究

钛合金整体叶盘是航空发动机的重要零部件,结构复杂,加工难度大。插铣加工因其轴向承受能力强和刚性大等特性,非常适合加工钛合金整体叶盘这类难加工、结构复杂的零部件。针对钛合金插铣加工效率的问题,采用响应曲面法设计插铣实验,建立切削力经验模型,以切削力和材料去除率为目标,采用NSGA-II算法进行多目标优化获得Pareto最优解。研究表明:切削力随主轴转速的增加而缓慢减小,随切削宽度、切削步距和每齿进给量的上升而增加;与实验初始参数组合相比,优化后的材料去除率提高了81.19%,而切削力减小了23.68%,达到了本研究的高效加工目标。     

高速加工在叶片加工中的应用

随着科技的迅速发展，机械制造业中像叶片这样的复杂曲面构件的加工量与日俱增。传统的叶片设计生产过程各个工序之间独立性较强，工厂中形成相互独立的信息孤岛，从而使叶片的研制周期过长。另外，叶片类零件属于复杂零件，零件种类繁多，而且叶片型面是由复杂的三维自由曲面组成，几何精度要求较高，传统的加工方法无法满足叶片的精度要求。因此，现代的数控加工技术越来越广泛地被用于叶片加工过程中，使叶片在普通切削加工中备受困惑的问题得到解决。